现代汽车的全液压式转向机构设计

现代汽车的全液压式转向机构设计现代汽车的全液压式转向机构设计 控制汽车行驶方向的转向系统与汽车的操纵稳定性最为密 切 而车的转向系是用来改变或保持汽车行驶方向的装置 由 转向控制机构 转向传动装置 转向轮和专用机构组成 为了 提高转向性能 当前现代汽车的全液压式转向机构应用比较多 本文首先概述了现代汽车转向机构的设计要求 分析了全液压 式转向机构的结构与工作特性 验证了现代汽车的全液压式转 向机构的助力特性 通过稳态回转试验探讨了现代汽车的全液 压式转向机构的价值 汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度 而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能 而其中的汽 车转向性能是汽车的主要性能之一 它直接影响到汽车的操纵 稳定性 对于确保车辆的安全行驶起着重要的作用 动力转向 机是利用外部动力协助司机轻便操作转向盘的装置 随着最近 汽车发动机马力的增大和扁平轮胎的普遍使用 使车重和转向 阻力都加大了 需要涉及合理的转向机构 液压助力转向系统 是最早采用的助力转向系统的形式 电子技术 电气技术及新 的控制策略的应用使得转向系统发生了革命性的变化 助力转 向系统由传统的液压助力转向系统向电控液压助力转向系统 电动液压助力转向系统 电动助力转向系统发展 但是液压系 统也仍然具有很好的应用价值 本文具体探讨了现代汽车的全 液压式转向机构设计 现报告如下 现代汽车转向机构的设计要求现代汽车转向机构的设计要求 汽车转向系统可以分为无助力转向系统和有助力转向系统 随着科技发展和新技术的采用 有助力转向系统逐渐由传统的 液压助力转向系统 hps 向电动液压助力转向系统 ehps 和电动 助力转向系统 eps 发展 汽车在转向的时候 由于车轮与地面 的摩擦 前桥载荷明显提高 在没有助力的情况下用手臂转动 转向盘会感觉到比较沉重 所以需要采取助力转向来解决转向 轻便性问题 值得注意的是 转向助力不应是不变的 因为在 高速行驶时 轮胎的横向阻力小 转向盘变得轻飘 很难捕捉 路面的感觉 也容易造成转向过于灵敏而使汽车不易控制 所 以在高速时要适当减低动力 但这种变化必须平顺过度 全液压式转向机构的结构与工作特性全液压式转向机构的结构与工作特性 2 1 全液压式转向机构的结构全液压式转向机构的结构 液压式动力转向装置重量轻 结构紧凑 利于改善转向操 作感觉 但液体流量的增加会加重泵的负荷 需要保持怠速旋 转的机构 全液压式转向机构系统一般由液压装置和机械装置 两部分组成 液压部分有车速传感器 方向盘角速度传感器及 控制单元等 机械装置有电动泵总成 齿轮齿条转向器 控制 阀及油路等 控制系统在接收到汽车发动机工作信号并通过自 检以后 开始正常工作 全液压式转向机构系统通过车速传感 器和方向盘传感器将车速信号和方向盘转速信号传递给控制系 统 控制电动泵转速以改变系统的流量 从而改变系统的助力 特性 使驾驶员的转向手力根据车速和行驶条件变化而改变 即在低速行驶或急转弯时能以很小的转向手力进行操作 在高 速行驶时能以稍重的转向手力进行稳定操作 使操纵性和稳定 性达到较好的平衡状态 2 2 全液压式转向机构的工作特性全液压式转向机构的工作特性 当前有学者开发了一种能实现使转向壳绕转向轴转动的液 压作动装置的小型化 且结构简单的液压式转向机构 在车辆 大体为直行状态的平面图中 安装有液压作动装置的可动部件 的第 1 液压作动装置安装部比安装有该液压作动装置的固定部 件的第 2 液压作动装置安装部更加远离差动叉轴的轴线 液压 传动更容易实现其运动参数和动力参数的控制 由于具有传递 效率高 可进行恒功率输出控制 功率利用充分 系统结构简 单 输出转速无级调速 可正 反向运转 速度刚性大 动作 实现容易等突出优点 现代汽车的全液压式转向机构的助力特性现代汽车的全液压式转向机构的助力特性 根据全液压式转向机构系统转向时的特点 利用车速信号 和方向盘角速度信号来决定电机的转速 带动液压泵以某一流 量向转向阀供油 转向阀根据输入液压油的流量和阀的开度决 定油缸工作腔液压油的压强 进而获得合理的转向助力 为此 在同一车速下 随着方向盘的角速度不同 全液压式转向机构 系统电机的转速不相同 方向盘的角速度越大 电机的转速越 高 注入到油缸工作腔的高压油量越大 提供的转向助力就越 大 方向盘的速度越低 电机的转速越低 注入到油缸工作腔 的高压油量越小 提供的转向助力就越小 而车速不同 电动 液压助力转向系统提供助力的比例系数不同 低车速 原地转 向时助力系数比高车速时助力系数高 目的是保证驾驶员在低 车速或原地转向时操作轻便和在高速时有良好路感的条件下 充分考虑电动液压助力转向系统节能 同一方向盘角速度下 车速不同 电机的转速也会随之做出调整 随着车速的升高 电机转速降低 现代汽车的全液压式转向机构的实验分析现代汽车的全液压式转向机构的实验分析 稳态回转试验稳态回转试验 操纵汽车以最低稳定速度沿所画半径为 15m 的圆周行驶 待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圈内都能对准地 面所画圆周时 固定转向盘不动 停车并开始记录 记下各变 量的零线 然后汽车起步 缓缓连续而均匀地加速 直至汽车 的侧向加速度达到 6 5m s 为止 记录整个过程 由图 1 可知 曲线的斜率从总体来看是大于零的 由于实验的误差使效果不 明显